CN110199121A - 压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明的压缩机具备:密闭容器;压缩机构部,其容纳于密闭容器,并对流入至密闭容器内的制冷剂进行压缩;以及排出管,其安装于密闭容器,用于向密闭容器的外部排出由压缩机构部压缩的制冷剂,排出管的内径d[m]与压缩机构部的冲程容积Vst[m3]的关系满足5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系。

Description

压缩机
技术领域
本发明涉及压缩并排出制冷剂的压缩机。
背景技术
氢氟烯烃或烃与作为以往制冷剂所使用的R410A或R32相比GWP(全球变暖潜系数)较小,作为用于应对全球变暖的对策的制冷剂是很有前景的制冷剂。因此提出有一种使用了以氢氟烯烃为主体的工作制冷剂的压缩机(例如,参考专利文献1)。
专利文献1:日本特开2012-57503号公报
如上述那样,氢氟烯烃或烃与作为以往的制冷剂的R410或R32相比GWP较小,作为用于应对全球变暖的对策的制冷剂是很有前景的制冷剂。但是,氢氟烯烃或烃与如R32这样的以往的制冷剂相比单位体积的制冷能力较小。因此,在将氢氟烯烃或烃作为工作制冷剂的情况下,为了达到与以往的制冷剂同等的制冷能力,需要使工作制冷剂的流量增加,从而导致在从压缩机的密闭容器排出工作制冷剂时产生的压力损失增大。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的,其提供一种抑制在从压缩机的密闭容器排出工作制冷剂时产生的压力损失的压缩机。
本发明所涉及的压缩机具备:密闭容器;压缩机构部,其容纳于密闭容器,并对流入至密闭容器内的制冷剂进行压缩;以及排出管,其安装于密闭容器,并用于向密闭容器的外部排出由压缩机构部压缩的制冷剂,排出管的内径d[m]与压缩机构部的冲程容积Vst[m3]之间的关系满足5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系。
通过排出管的内径d[m]与压缩机构部的冲程容积Vst[m3]之间的关系满足5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系,在使用制冷剂流量多的氢氟烯烃制冷剂作为工作制冷剂的压缩机中,能够抑制排出管的压力损失上升,并能够抑制在从压缩机的密闭容器排出工作制冷剂时产生的压力损失。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的压缩机的内部的内部结构图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的压缩机的压缩机构部的纵向剖视图。
图3是图2的A-A线剖视图。
图4是图2的B-B线剖视图。
图5是图示在变更了本发明的实施方式1所涉及的压缩机的排出管的尺寸和冲程容积的容量的情况下的排出管的管摩擦系数λ的图。
图6是用等高线图示本发明的实施方式1所涉及的压缩机的排出压损ΔP的图。
图7是用等高线图示使用丙烷单体作为本发明的实施方式2所涉及的压缩机的工作制冷剂的情况下的排出压损ΔP的图。
图8是表示R32制冷剂、R1234yf制冷剂以及R1123制冷剂的混合比例的图。
图9是用于本发明实施方式3所涉及的压缩机的排出管的示意图。
图10是本发明实施方式4所涉及的压缩机的平面示意图。
图11是密闭容器上部的侧视示意图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的压缩机的内部的内部结构图。在以下的说明中,作为压缩机,以在压缩机构部具有两个圆筒缸体的双旋转式压缩机100为例进行说明。如图1所示,压缩机100是密闭型的电动压缩机,具备密闭容器1,且在密闭容器1的内部具备电动机部2和压缩机构部3。
密闭容器1由有底圆筒形状的下部密闭容器13和堵塞下部密闭容器13的上部开口的上部密闭容器12构成。密闭容器1通过焊接下部密闭容器13与上部密闭容器12的连接部分来将两者进行固定,从而保持密闭状态。
在下部密闭容器13连接有吸入管15,在吸入管15安装有吸入消声器14。吸入管15是用于将经由吸入消声器14而流入的气体制冷剂送入至压缩机构部3内的连接管。此外,也可以在下部密闭容器13设置有贮存向压缩机构部3供给的润滑油的供油机构。
在上部密闭容器12的旋转轴31的轴延长线上连接有排出管4。排出管4是安装于密闭容器1并用于向密闭容器1的外部排出由压缩机构部3压缩的制冷剂的管。此外,排出管的内径始终形成为恒定的大小。另外,排出管4只要设置于密闭容器1即可,也可以不必配设于旋转轴31的轴延长线上。在上部密闭容器12还设置有用于与密闭容器1内的电动机部2电连接的密封端子16和安装有用于保护密封端子16的罩的杆17。
电动机部2具备固定于下部密闭容器13的定子21和以能够自由旋转的方式设置于定子21的内周侧的转子22。在转子22的中心部固定有旋转轴31。定子21例如通过热嵌、焊接等各种固定方法固定于密闭容器1的下部密闭容器13。定子21通过导线18与密封端子16电连接。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的压缩机的压缩机构部的纵向剖视图。图3是图2的A-A线剖视图。图4是图2的B-B线剖视图。使用图2~图4对压缩机构部3的结构进行说明。此外,在图3和图4中,省略偏心轴部31c和偏心轴部31d的图示。
压缩机构部3容纳于密闭容器1,对流入至密闭容器1内的制冷剂进行压缩。压缩机构部3是具有两个圆筒缸体的双旋转式的压缩机构,压缩机构部3在密闭容器1内配置于电动机部2的下方,并固定于下部密闭容器13。压缩机构部3具备旋转轴31、主轴承32、副轴承33、第1圆筒缸体34a、第1旋转柱塞35a、第2圆筒缸体34b、第2旋转柱塞35b以及隔板36。
旋转轴31与电动机部2的转子22连结并向压缩机构部3传递电动机部2的旋转力。旋转轴31具备固定于电动机部2的转子22的主轴部31a和在轴向上设置于与主轴部31a相反的一侧的副轴部31b。另外,旋转轴31具备设置于主轴部31a和副轴部31b之间并插入第1旋转柱塞35a的偏心轴部31c、和插入第2旋转柱塞35b的偏心轴部31d。偏心轴部31c和偏心轴部31d以设置有规定的相位差(例如180°)的方式来配置。旋转轴31的主轴部31a由主轴承32支承为能够自由旋转,副轴部31b由副轴承33支承为能够自由旋转。
主轴承32是闭塞第1圆筒缸体34a的两端部的一端(电动机部2侧)的端面的闭塞部件。主轴承32和第1圆筒缸体34a作为独立部件成型并组装。副轴承33是闭塞第2圆筒缸体34b的两端部的一端(在轴向上与电动机部2相反的一侧)的端面的闭塞部件。副轴承33和第2圆筒缸体34b作为独立部件成型并组装。
第1圆筒缸体34a形成为近似圆筒形状,在旋转轴31的轴向上,其近似圆筒形状的两端面被主轴承32和隔板36闭塞,如图3所示,在第1圆筒缸体34a的内部空间形成有密闭的室40a。在该室40a容纳有图2所示的旋转轴31的偏心轴部31c和能够自由旋转地嵌合于偏心轴部31c的第1旋转柱塞35a。另外,如图3所示,在第1圆筒缸体34a沿径向形成有第1叶片滑动槽41a。在该第1叶片滑动槽41a内设置有第1叶片37a。另外,在压缩机构部3的第1圆筒缸体34a设置有用于吸入制冷剂的第1吸入口42a。第1吸入口42a形成于第1圆筒缸体34a的径向。第1吸入口42a连接有上述吸入管15,并形成为向第1圆筒缸体34a的室40a内引导制冷剂的路径。
第1旋转柱塞35a安装于图2所示的旋转轴31的偏心轴部31c,通过旋转轴31旋转从而在室40a内进行偏心旋转,与按压于外周的第1叶片37a一起构成压缩室,并进行吸入动作和压缩动作。返回至图3,第1叶片37a通过施力机构(未图示)与第1旋转柱塞35a压接。伴随着偏心轴部31c的旋转,第1叶片37a边与第1旋转柱塞35a抵接边在第1叶片滑动槽41a内往复运动。第1叶片37a在第1叶片滑动槽41a内往复运动,并将在第1圆筒缸体34a与第1旋转柱塞35a之间形成的空间分隔为吸入室和压缩室。
第2圆筒缸体34b形成为近似圆筒形状,在旋转轴31的轴向上,其近似圆筒形状的两端面被副轴承33和隔板36闭塞,如图4所示,在第2圆筒缸体34b的内部空间形成有密闭的室40b。在该室40b容纳有图2所示的旋转轴31的偏心轴部31d和能够自由旋转地嵌合于偏心轴部31d的第2旋转柱塞35b。另外,如图4所示,在第2圆筒缸体34b沿径向形成有第2叶片滑动槽41b。在该第2叶片滑动槽41b内设置有第2叶片37b。另外,在压缩机构部3的第2圆筒缸体34b设置有用于吸入制冷剂的第2吸入口42b。第2吸入口42b形成于第2圆筒缸体34b的径向。第2吸入口42b连接有上述的吸入管15,并形成为向第2圆筒缸体34b的室40b内引导制冷剂的路径。
第2旋转柱塞35b安装于图2所示的旋转轴31的偏心轴部31d,通过旋转轴31旋转从而在室40b内进行偏心旋转,与按压于外周的第2叶片37b一起构成压缩室,并进行吸入动作和压缩动作。返回至图4,第2叶片37b通过施力机构(未图示)与第2旋转柱塞35b压接。伴随着偏心轴部31d的旋转,第2叶片37b边与第2旋转柱塞35b抵接边在第2叶片滑动槽41b内往复运动。第2叶片37b在第2叶片滑动槽41b内往复运动,并将在第2圆筒缸体34b与第2旋转柱塞35b之间形成的空间分隔为吸入室和压缩室。
如图2所示,隔板36设置于第1圆筒缸体34a与第2圆筒缸体34b之间。隔板36是在旋转轴31的轴向上闭塞第1圆筒缸体34a的两端部的一端(与电动机部2相反的一侧)的端面和第2圆筒缸体34b的两端部的一端(电动机部2侧)的端面的闭塞部件。
接下来,对上述压缩机100所使用的工作制冷剂的特性进行叙述。压缩机100的工作制冷剂将作为氢氟烯烃的一种的R1234yf作为单体制冷剂来使用。在表1示出了R1234yf与作为以往制冷剂所使用的R32的物性值的比较。各制冷剂的物性值是使用美国国家标准与技术研究院(NIST)的REFPROP ver.9.0在冷凝温度52℃、蒸发温度5℃、过冷5deg、过热10deg的测定条件下求出的。
[表1]
从表1可知,R1234yf单体与R32单体相比体积比能力是一半左右。因此,在将R1234yf作为单体制冷剂用于压缩机的情况下,为了达到与将R32作为单体制冷剂使用的压缩机同等的制冷能力,需要将流动在压缩机的制冷剂的流量设为将R32作为单体制冷剂使用的压缩机的两倍左右。其结果是,在将R1234yf作为单体制冷剂使用的压缩机中制冷剂的流量增大,因此会导致在从压缩机的密闭容器排出工作制冷剂时产生的压力损失增大。因此,在使用R1234yf作为单体制冷剂的情况下,需要抑制在从压缩机的密闭容器排出工作制冷剂时产生的压力损失。
接下来,对如上述那样构成的压缩机100的动作进行说明。压缩机100通过电动机部2驱动,使得旋转轴31进行旋转。通过旋转轴31旋转,旋转轴31的偏心轴部31c和偏心轴部31d进行旋转。安装于偏心轴部31c的第1旋转柱塞35a在第1圆筒缸体34a内偏心旋转,安装于偏心轴部31d的第2旋转柱塞35b在第2圆筒缸体34b内偏心旋转。
若第1旋转柱塞35a在第1圆筒缸体34a内旋转,则低压的制冷剂从吸入管15向第1圆筒缸体34a内供给。另外,若第2旋转柱塞35b在第2圆筒缸体34b内旋转,则低压的制冷剂从吸入管15向第2圆筒缸体34b内供给。
通过旋转轴31的旋转,覆盖旋转轴31的偏心轴部31c的第1旋转柱塞35a在第1圆筒缸体34a内进行偏心旋转,由此由第1叶片37a划分出的第1圆筒缸体34a内的压缩室容量连续地变化。即,通过第1旋转柱塞35a旋转,在室40a中由第1圆筒缸体34a、第1旋转柱塞35a以及第1叶片37a包围的空间的体积变小,从而压缩制冷剂。
另外,通过旋转轴31的旋转,覆盖旋转轴31的偏心轴部31d的第2旋转柱塞35b在第2圆筒缸体34b内进行偏心旋转,由此由第2叶片37b划分出的第2圆筒缸体34b内的压缩室容量连续地变化。即,通过第2旋转柱塞35b旋转,在室40b中由第2圆筒缸体34b、第2旋转柱塞35b以及第2叶片37b包围的空间的体积变小,从而压缩制冷剂。
在压缩室设置有若达到规定的压力以上则进行释放的排出阀(未图示),高压的制冷剂气体若达到规定的压力以上则从室40a和室40b排出至密闭容器1内。压缩后的制冷剂气体通过电动机部2的间隙,从排出管4排出至压缩机100外的制冷剂回路内。在密闭容器1的下部储存有润滑油,并通过旋转轴31的供油机构(未图示)向各部供给油,从而保持压缩机构部3的润滑。
接下来,对作为本发明的特征的冲程容积与排出管的关系进行说明。本发明的实施方式1所涉及的压缩机100是双旋转式的压缩机,具有两个缸体。因此,压缩机100按照每个缸体设定冲程容积。这里,冲程容积V1[m3]是由第1圆筒缸体34a、主轴承32、隔板36、第1旋转柱塞35a以及第1叶片37a构成的排除制冷剂的空间的容积。另外,冲程容积V2[m3]是由第2圆筒缸体34b、副轴承33、隔板36、第2旋转柱塞35b以及第2叶片37b构成的排除制冷剂的空间的容积。
此外,压缩机100使用双旋转式的压缩机,但也可以使用单旋转式的压缩机。在使用单旋转式的压缩机的情况下,由圆筒缸体、主轴承、副轴承、旋转柱塞以及叶片构成的排除制冷剂的空间的容积形成为冲程容积。此外,在本发明中所使用的冲程容积将任意一个缸体内的冲程容积作为对象,而不是表示多个缸体的综合性的冲程容积。在以下的说明中,使用冲程容积Vst[m3]作为上述的冲程容积的总称进行说明。冲程容积Vst[m3]为通过旋转轴31旋转一周而从任意一个缸体排出的制冷剂的量。上述说明的冲程容积和排出管4具有以下这样的关系。
从下述的式(1)的达西·魏斯巴赫公式导出排出管4中的管内摩擦损失(以下称为排出压损)ΔP。在式(1)中,ΔP表示排出压损[Pa],λ表示管摩擦系数,l表示排出管4的长度[m],d表示排出管4的直径[m],ρ表示制冷剂密度[kg/m3],U表示制冷剂流速[m/s]。
[公式1]
另外,式(1)的制冷剂流速U[m/s]能够用下述的式(2)表示。在式(2)中,r表示压缩机的转速[rps],Vst表示冲程容积[m3],d表示排出管的直径[m]。
[公式2]
这里,式(1)的管摩擦系数λ能够通过下述的式(3)的雷诺数Re来近似。在式(3)中,μ表示制冷剂的粘度[Pa·s]。
[公式3]
使用式(3)的雷诺数Re,根据下述的式(4)的Prandtl-Karman(普朗特·卡门)式的反复计算来算出管摩擦系数λ。在反复计算中,逐渐改变两边的管摩擦系数λ,从而求出真正的管摩擦系数λ。
[公式4]
使用通过式(4)算出的管摩擦系数λ,求出基于现有产品的尺寸的压缩机的排出压损ΔP。在下述的表2中表示其计算结果和计算条件。
[表2]
※1:运转条件使用了一般的制冷的设定条件。
※2:压缩机的尺寸使用了现有产品的尺寸。
这里,一旦确定运转条件,也就会决定制冷剂密度ρ[kg/m3]、压缩机的转速r[rps]以及制冷剂粘度μ[Pa·s]。在以下的说明中,使用表2的条件作为一般的制冷的设定条件。
图5图示在变更了本发明的实施方式1所涉及的压缩机的排出管的尺寸和冲程容积的容量的情况下的排出管的管摩擦系数λ。求出在压缩机的排出管4的内径d[m]的尺寸为4×10﹣3[m]<d<20×10﹣3[m]的情况下并且在冲程容积Vst[m3]的容量为5×10-6[m3]<Vst<130×10-6[m3]的情况下的排出管4的管摩擦系数λ。在图5图示有求出管摩擦系数λ的算出结果。
这里,在制冷剂密度ρ[kg/m3]、压缩机的转速r[rps]以及制冷剂粘度μ[Pa·s]是常数时,雷诺数Re是排出管4的内径d[m]和冲程容积Vst[m3]的变数。而且,管摩擦系数λ能够通过排出管4的内径d[m]和冲程容积Vst[m3]来近似。用式(5)表示通过排出管4的内径d[m]和冲程容积Vst[m3]来近似的管摩擦系数λ。
[公式5]
此外,将制冷剂流速U[m/s]代入至排出压损ΔP[Pa]会得到下述的式(6)。
[公式6]
图6用等高线图示了本发明的实施方式1所涉及的压缩机的排出压损ΔP。更具体地来说,图6是在式(6)的排出压损ΔP中导入表2的制冷剂密度ρ=76[kg/m3]和式(5)的管摩擦系数λ并图示出的图。在图6中,虚线表示Vst=9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5,并且示出在Vst>9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的范围内排出压损ΔP会急剧地上升的情况。因此,优选压缩机100构成为排出管4的内径d[m]与压缩机构部3的冲程容积Vst[m3]的关系满足排出压损ΔP未急剧地上升的Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系。此外,因为一般的压缩机的尺寸为5×10﹣6[m3]<Vst,所以压缩机构部3的冲程容积Vst[m3]设定在5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的范围内。
另外,使用R32作为制冷剂的压缩机的冲程容积Vst[m3]一般在5×10﹣6<Vst<55×10﹣6的范围设定容量。在使用R1234yf单体作为制冷剂的情况下,为了达到与使用R32作为单体制冷剂的压缩机同等的制冷能力,如表1所示R1234yf单体的制冷剂与R32单体的制冷剂相比需要1.96倍的制冷剂的流量。因此,相对于使用一般在5×10﹣6<Vst<55×10﹣6的范围内设定容量的R32的压缩机的冲程容积Vst[m3],使用R1234yf单体的制冷剂的压缩机需要将冲程容积Vst[m3]的容量设定为1.96倍。因此,在使用R1234yf的单体制冷剂作为工作制冷剂的情况下,需要将压缩机构部3的冲程容积Vst[m3]设定在9.8×10﹣6<Vst<108×10﹣6的范围内。
此外,若压缩机的排出管4的内径d[m]的尺寸大于20×10﹣3[m],则从压缩机向制冷循环的油的循环率会变大。因此,压缩机的排出管4的内径d[m]的尺寸设定在0<d<20×10﹣3的范围内。
如上述那样,本发明的实施方式1所涉及的压缩机100构成为排出管的内径d[m]与压缩机构部的冲程容积Vst[m3]的关系满足5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系,由此能够抑制使用制冷剂流量多的氢氟烯烃制冷剂的压缩机的排出压损ΔP急剧地上升。其结果是,通过使用氢氟烯烃制冷剂,能够降低制冷剂的GWP,并且通过抑制压缩机的排出压损ΔP急剧地上升,能够使压缩机的压缩机效率提高。
另外,压缩机100构成为:在将R1234yf的单体制冷剂作为工作制冷剂的情况下,压缩机构部的冲程容积Vst[m3]处于9.8×10﹣6<Vst<108×10﹣6的范围内,排出管的内径d[m]与压缩机构部的冲程容积Vst[m3]的关系满足5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系,由此能够抑制使用制冷剂流量多的R1234yf的单体制冷剂的压缩机的排出压损ΔP急剧地上升。
实施方式2
在实施方式1中,对压缩机100的工作制冷剂将作为氢氟烯烃的一种的R1234yf作为单体制冷剂来使用的情况进行了说明。在本发明的实施方式2所涉及的压缩机中,对用于压缩机100的其他的工作制冷剂进行说明。此外,对于具有与图1~图6的压缩机相同的结构的部位,标注相同的附图标记并省略其说明。
工作制冷剂不限定于R1234yf的单体制冷剂,也可以将其他的氢氟烯烃作为工作制冷剂,另外,也可以使用丙烷等烃。另外,工作制冷剂也可以使用两种氢氟烯烃的混合制冷剂,或者也可以是包含氢氟烯烃和氢氟烯烃以外的制冷剂(例如R32)在内的两种以上的制冷剂的混合制冷剂。此外,优选混合制冷剂的GWP小于500,更优选小于100。
表3表示用于压缩机100的制冷剂组成的物性值的比较。各制冷剂的物性值是使用美国国家标准与技术研究院(NIST)的REFPROP ver.9.0在冷凝温度52℃、蒸发温度5℃、过冷5deg、过热10deg的测定条件下求出的。
[表3]
图7用等高线图示了在使用丙烷单体作为本发明的实施方式2所涉及的压缩机的工作制冷剂的情况下的排出压损ΔP。更具体地来说,图7是在表2的运转条件下,将使用了表3的丙烷的制冷剂密度ρ=36.4[kg/m3]和丙烷的制冷剂粘度μ=9.79[Pa·s]的管摩擦系数λ导入至式(6)的ΔP并图示出的图。图7中虚线表示Vst=9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5,并示出在Vst>9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的范围内排出压损ΔP会急剧地上升的情况。在图7中示出有以下情况,即:由于制冷剂密度ρ和制冷剂粘度μ的差,排出压损ΔP的值变化(上升),但与实施方式1的压缩机100相同地在Vst>9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的范围内排出压损ΔP急剧地上升。因此,即使在使用丙烷作为工作制冷剂的情况下,也优选压缩机100构成为排出管4的内径d[m]与压缩机构部3的冲程容积Vst[m3]的关系满足排出压损ΔP未急剧地上升的Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系。此外,对于一般的压缩机的尺寸为5×10﹣6[m3]<Vst,所以压缩机构部3的冲程容积Vst[m3]设定在5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的范围内。
另外,使用R32作为制冷剂的压缩机的冲程容积Vst[m3]一般在5×10﹣6<Vst<55×10﹣6的范围内设定容量。在使用丙烷单体制冷剂作为压缩机的工作制冷剂的情况下,为了在压缩机达到与使用R32单体制冷剂的压缩机同等的制冷能力,如表3所示丙烷单体制冷剂与R32单体制冷剂相比需要1.68倍的制冷剂的流量。因此,相对于使用一般在5×10﹣6<Vst<55×10﹣6的范围设定容量的R32的压缩机的冲程容积Vst[m3],使用丙烷单体制冷剂的压缩机需要将冲程容积Vst[m3]的容量设定为1.68倍。因此,在使用丙烷单体制冷剂作为工作制冷剂的情况下,需要将压缩机构部3的冲程容积Vst[m3]设定在8.4×10﹣6<Vst<92×10﹣6的范围内。
并且,若压缩机的排出管4的内径d[m]的尺寸大于20×10﹣3[m],则从压缩机向制冷循环的油的循环率会变大。因此,将压缩机的排出管4的内径d[m]的尺寸设定在0<d<20×10﹣3的范围。
如以上这样,压缩机100构成为在将丙烷的单体制冷剂作为工作制冷剂的情况下,压缩机构部的冲程容积Vst[m3]设定在8.4×10﹣6<Vst<92×10﹣6的范围内,排出管的内径d[m]与压缩机构部的冲程容积Vst[m3]的关系满足5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系,由此能够抑制使用制冷剂流量多的丙烷的压缩机的排出压损ΔP急剧地上升。其结果是,通过使用丙烷的单体制冷剂能够降低制冷剂的GWP,并且通过抑制压缩机的排出压损ΔP急剧地上升,从而能够使压缩机的压缩机效率提高。
另外,本发明人发现了以下情况,即:即使在将包含表3所示的R32和R1234yf这两种制冷剂的混合制冷剂作为压缩机的工作制冷剂的情况下,也与实施方式1的压缩机100相同地在Vst>9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的范围内排出压损ΔP会急剧地上升。因此,优选压缩机100构成为排出管的内径d[m]与压缩机构部3的冲程容积Vst[m3]的关系满足排出压损ΔP未急剧地上升的5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系。然而,在将包含R32和R1234yf这两种制冷剂的混合制冷剂作为工作制冷剂的情况下,压缩机所需要的制冷剂流量会变化。因此,对于各制冷剂相对于工作制冷剂整体的质量的比例,根据各混合制冷剂的体积比制冷能力比,如表3记载的那样求出压缩机构部3的冲程容积Vst[m3]的下限值和上限值。其结果是,例如在R32制冷剂与R1234yf制冷剂以R32:R1234yf=1:99~20:80的范围的比例进行混合的情况下,根据R32=1的Vst的下限値和R32=20的Vst的上限值,冲程容积Vst[m3]设定在9.8×10﹣6[m3]<Vst<86.8×10﹣6[m3]的范围内。这样,与各制冷剂相对于工作制冷剂整体的质量的比例相对的冲程容积Vst[m3]设定在下述表4的条件(1)~(5)中的任意一个的范围内。
[表4]
如以上那样,在本发明的实施方式2所涉及的压缩机100中,构成为在将包含R32和R1234yf这两种制冷剂的混合制冷剂作为工作制冷剂的情况下,压缩机构部的冲程容积Vst[m3]设定在表4所示的范围,排出管的内径d[m]与压缩机构部的冲程容积Vst[m3]的关系满足5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系,由此能够抑制使用制冷剂流量多的丙烷的压缩机的排出压损ΔP急剧地上升,其结果是,通过使用R1234yf制冷剂能够降低制冷剂的GWP,并且通过抑制压缩机的排出压损ΔP急剧地上升,从而能够使压缩机的压缩机效率提高。
图8是表示R32制冷剂、R1234yf制冷剂以及R1123制冷剂的混合比例的图。此外,本发明人发现了以下情况,即,即使在将包含表3所示的R32、R1234yf以及R1123在内的三种混合制冷剂作为工作制冷剂的情况下,也与实施方式1的压缩机100相同地在Vst>9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的范围内排出压损ΔP会急剧地上升。因此,优选压缩机100构成为排出管的内径d[m]与压缩机构部3的冲程容积Vst[m3]的关系满足排出压损ΔP未急剧地上升的5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系。但在将包含R32、R1234yf以及R1123在内的三种混合制冷剂作为工作制冷剂的情况下,压缩机所需要的制冷剂流量会变化。因此,对于各制冷剂相对于工作制冷剂整体的质量的比例,根据各混合制冷剂的体积比制冷能力比,对于图8的顶点A~F如表5记载的那样求出压缩机构部3的冲程容积Vst[m3]的下限值和上限值。
[表5]
其结果是,根据表5,在R32制冷剂、R1234y制冷剂以及R1123制冷剂以R32:R1234yf:R1123=50~70:20~40:1~20的范围的比例进行混合的情况下,根据顶点E的Vst的下限值和顶点B的Vst的上限值,将冲程容积Vst[m3]设定在6.2×10﹣6[m3]<Vst<60.6×10﹣6[m3]的范围。
如以上那样,在本发明的实施方式2所涉及的压缩机100中,即使在将包含R32、R1234yf以及R1123在内的三种混合制冷剂作为工作制冷剂的情况下,通过将压缩机构部的冲程容积Vst[m3]设定在表5所示的范围,并且使排出管的内径d[m]与压缩机构部的冲程容积Vst[m3]的关系满足5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系,也能够抑制使用了制冷剂流量多的包含R32、R1234yf以及R1123在内的三种混合制冷剂的压缩机的排出压损ΔP急剧地上升。其结果是,通过使用R1234yf制冷剂和R1123制冷剂能够降低制冷剂的GWP,并且通过抑制压缩机的排出压损ΔP急剧地上升,能够使压缩机的压缩机效率提高。
实施方式3
图9是用于本发明实施方式3所涉及的压缩机的排出管的示意图。此外,对于具有与图1~图8的压缩机相同的结构的部位,标注相同的附图标记,并省略其说明。用于实施方式1的压缩机100的排出管4的内径始终形成为恒定的大小,但用于本发明的实施方式3所涉及的压缩机100的排出管4A形成为入口部51的内径r2大于路径部50的内径r1。
如以上那样,本发明的实施方式3所涉及的压缩机100的排出管4A形成为入口部51的内径r2大于路径部50的内径r1,由此能够降低由在排出管4A的入口处的制冷剂的急缩而引起的压力损失。
实施方式4
图10是本发明的实施方式4所涉及的压缩机的平面示意图。图11是密闭容器上部的侧视示意图。此外,对于具有与图1~图9的压缩机相同的结构的部位,标注相同的附图标记并省略其说明。用于实施方式1的压缩机100的排出管4形成为圆筒形状,但用于本发明的实施方式4所涉及的压缩机100的排出管4B形成为上端部和下端部不同的形状。排出管4B在上部密闭容器12的连接部1b与密闭容器1焊接连接。如图10和图11所示,排出管4B的与密闭容器1连接的一侧的端部的第1壁部43a形成为长圆形或椭圆形的截面形状。另外,排出管4B的另一端的第2壁部43b形成为圆形的截面形状。此外,排出管4B形成为第1壁部43a形成的排出管4B的截面面积S1大于第2壁部43b形成的排出管4B的截面面积S2。
现有的压缩机一般以50cc的冲程容积Vst[m3]构成。但根据作为工作制冷剂使用的制冷剂的不同,存在为了达到与具有50cc的冲程容积Vst[m3]的压缩机同等的制冷能力而需要大容量(例如100cc)的冲程容积Vst[m3]的情况。在该情况下,排出管的内径d[m]的大小也会变大。然而,压缩机也存在搭载于其他的机械器具的情况,从搭载性的观点出发,不优选扩大压缩机的容器的外径。另一方面,在不能扩大压缩机容器的外径时,存在难以单纯地扩大排出管的内径d[m]的情况。这是因为在压缩机100的密闭容器1的上表面除了排出管4B以外还具备密封端子16等,另外,需要确保密闭容器1的耐力。
因此,对于本发明的实施方式4所涉及的压缩机100的排出管4B,其与密闭容器1连接的一侧的端部的第1壁部43a形成为长圆形或椭圆形的截面形状。另外,排出管4B的另一端的第2壁部43b形成为圆形的截面形状。通过具备该结构,从而能够较大地形成排出管4B的内径d[m]。此外,排出管4B形成为第1壁部43a形成的排出管4B的截面面积S1大于第2壁部43b形成的排出管4B的截面面积S2。通过具备该结构,能够较大地形成排出管4B的内径d[m]。因此,压缩机100能够应对在采用每单位体积的比制冷能力较小的新制冷剂(HFO制冷剂或HC制冷剂)作为工作制冷剂的情况下的、制冷剂流量的增加和压力损失的增加,并且能够确保密闭容器1的耐力。
此外,排出管4B的内径d[m]作为水力直径通过d=2√(S/π)(S是排出管的截面面积)求出。但排出管4B的排出管整体的管路截面没有必要是非圆形(例如,长圆形状或椭圆形状),仅是与密闭容器1连接的一侧的端部形成为长圆形状或椭圆形状等非圆形的形状即可。
此外,本发明的实施方式不限定于上述实施方式1~4,能够施加各种变更,例如,本发明的实施方式所涉及的压缩机100是在压缩机构部3具有两个圆筒缸体的双旋转式的压缩机,但也可以是单旋转式的压缩机。
附图标记说明
1...密闭容器;1b...连接部;2...电动机部;3...压缩机构部;4...排出管;4A...排出管;4B...排出管;12...上部密闭容器;13...下部密闭容器;14...吸入消声器;15...吸入管;16...密封端子;17...杆;18...导线;21...定子;22...转子;31...旋转轴;31a...主轴部;31b...副轴部;31c...偏心轴部;31d...偏心轴部;32...主轴承;33...副轴承;34a...第1圆筒缸体;34b...第2圆筒缸体;35a...第1旋转柱塞;35b...第2旋转柱塞;36...隔板;37a...第1叶片;37b...第2叶片;40a...室;40b...室;41a...第1叶片滑动槽;41b...第2叶片滑动槽;42a...第1吸入口;42b...第2吸入口;43a...第1壁部;43b...第2壁部;50...路径部;51...入口部;100...压缩机。

Claims (10)

1.一种压缩机,其特征在于,
所述压缩机具备:
密闭容器;
压缩机构部,其容纳于所述密闭容器,并对流入至所述密闭容器内的制冷剂进行压缩;以及
排出管,其安装于所述密闭容器,用于向所述密闭容器的外部排出由所述压缩机构部压缩的制冷剂,
所述排出管的内径d[m]与所述压缩机构部的冲程容积Vst[m3]的关系满足5×10﹣6<Vst<9×(d-4×10﹣3)×10﹣3+1×10﹣5的关系。
2.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,
将R1234yf的单体制冷剂作为工作制冷剂,
所述压缩机构部的冲程容积Vst[m3]被设定在9.8×10﹣6<Vst<108×10﹣6的范围内。
3.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,
将丙烷的单体制冷剂作为工作制冷剂,
所述压缩机构部的冲程容积Vst[m3]被设定在8.4×10﹣6<Vst<92×10﹣6的范围内。
4.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,
将包含R32和R1234yf这两种制冷剂的混合制冷剂作为工作制冷剂,
所述压缩机构部的冲程容积Vst[m3]被设定在下述的条件(1)~(5)中任一个的范围内,
(1)在以R32:R1234yf=1:99~20:80的比例[wt%]包含R32制冷剂和R1234yf制冷剂的情况下。
9.8×10﹣6<Vst<97.4×10﹣6
(2)在以R32:R1234yf=21:79~40:60的比例[wt%]包含R32制冷剂和R1234yf制冷剂的情况下,
8.9×10﹣6<Vst<86.8×10﹣6
(3)在以R32:R1234yf=41:59~60:40的比例[wt%]包含R32制冷剂和R1234yf制冷剂的情况下,
7.9×10﹣6<Vst<76.2×10﹣6
(4)在以R32:R1234yf=61:39~80:20的比例[wt%]包含R32制冷剂和R1234yf制冷剂的情况下,
6.9×10﹣6<Vst<65.6×10﹣6
(5)在以R32:R1234yf=81:19~99:1的比例[wt%]包含R32制冷剂和R1234yf制冷剂的情况下,
6.0×10﹣6<Vst<55.5×10﹣6
5.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,
将包含R32、R1234yf以及R1123这三种制冷剂的混合制冷剂作为工作制冷剂,
在以R32:R1234yf:R1123=50~70:20~40:1~20的比例[wt%]包含R32制冷剂、R1234yf制冷剂以及R1123制冷剂的情况下,
所述压缩机构部的冲程容积Vst[m3]被设定在6.2×10﹣6<Vst<60.6×10﹣6的范围内。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的压缩机,其特征在于,
所述压缩机形成为所述排出管的路径部的内径r1的尺寸大于所述排出管的路径部的入口部的内径r2。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的压缩机,其特征在于,
所述排出管的与所述密闭容器连接的一侧的端部的第1壁部形成为长圆形或椭圆形的截面形状,另一端的第2壁部形成为圆形的截面形状。
8.根据权利要求7所述的压缩机,其特征在于,
所述压缩机形成为所述第1壁部所形成的所述排出管的截面面积S1大于所述第2壁部所形成的所述排出管的截面面积S2。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的压缩机,其特征在于,
作为工作制冷剂,使用包含R32且GWP小于500的工作制冷剂。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的压缩机,其特征在于,
使用GWP小于100的工作制冷剂。
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